(57)【要約】【課題】透過窓の透過率が経時的に変化することを防止して、安定した特性を備えた光半導体装置用キャップを提供する。【解決手段】キャップ本体１１に低融点ガラス１６を用いて光透過窓１２を封着することによって形成する光半導体装置用キャップ１０の製造方法において、前記光透過窓１２として、キャップ本体１１に封着する工程と同一の条件で光透過窓１２をキャップ本体１１に封着し、封着前後における光透過窓１２の透過率の変化量を検知して、封着後の透過率が所定の透過率となるよう設計された製品を使用し、この光透過窓１２を、窒素ガス雰囲気中で低融点ガラス１６を用いてキャップ本体１１に封着することにより光半導体装置用キャップ１０を製造する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャップ本体に低融点ガラスを用いて光透過窓を封着することによって形成する光半導体装置用キャップの製造方法において、
前記光透過窓として、キャップ本体に封着する工程と同一の条件で光透過窓をキャップ本体に封着し、封着前後における光透過窓の透過率の変化量を検知して、封着後の透過率が所定の透過率となるよう設計された製品を使用し、
この光透過窓を、窒素ガス雰囲気中で低融点ガラスを用いてキャップ本体に封着することにより光半導体装置用キャップを製造することを特徴とする光半導体装置用キャップの製造方法。
【請求項２】
前記キャップ本体として、鉄−ニッケル−コバルト合金からなるキャップ本体を使用することを特徴とする請求項１記載の光半導体装置用キャップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光半導体装置用キャップの製造方法に関し、より詳細には光透過窓の透過率の経時変化を抑えた光半導体装置用キャップの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザダイオード等の光半導体素子を搭載する光半導体装置では、投受光用として図１に示すような、光透過窓１２を備えたキャップ１０が使用されている。図１に示すキャップ１０は、金属からなるキャップ本体１１に低融点ガラス１６を用いて光透過窓１２を封着したものである。
光透過窓１２を低融点ガラスを用いて金属からなるキャップ本体１１に封着する方法には、いくつかの方法があるが、たとえばキャップ本体１１にニッケルめっき等の所要のめっきを施した後に、低融点ガラス１６を用いて光透過窓１２をキャップ本体１１に封着する方法がある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような光半導体装置に用いられるキャップ１０では、一般には、使用する光半導体素子の波長域での透過率が９９％以上といったように、光の透過率をできるだけ高くして、光透過窓による光のロスを抑えるようにしている。図１で、１４は光透過窓１２の窓体の基材であるガラス板の表面に設けたコート層である。通常は、光の透過率を高めるため、コート層１４として反射防止膜が設けられている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−７６４９１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光半導体装置には光半導体素子からの放射光を部分的に光透過窓１２よって反射させ、反射光をモニター素子で受光させてモニターするといった使い方をする場合があり、このような光半導体装置では、たとえば透過率２５％といったような低透過率の光透過窓１２を備えた光半導体装置用キャップが用いられる。
このような特定の透過率を有する光透過窓１２備えた光半導体装置用キャップを製造する場合は、所定の透過率となるようにコート層１４が設けられた光透過窓１２を用意し、光透過窓１２をキャップ本体１１に封着して製品とする。しかしながら、特定の透過率に調整された光透過窓１２の透過率は必ずしも一定しているものではなく、経時的に変動するという問題がある。
【０００６】
【表１】
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【０００７】
表１はキャップ本体に光透過窓を封着する前の光透過窓の単体の状態で、光透過窓の透過率を測定した例を示す。この測定結果は、光透過窓の透過率が時間経過とともに１％前後変動することを示している。
このように、特定の透過率になるように調整された光透過窓であっても、外部環境（室温、湿度等）によって光透過窓の透過率が変動することから、これらの光透過窓を使用して光半導体装置用キャップの光透過窓の透過率を特定値に合致させるようにすることが問題となる。光半導体装置用キャップとして特定の透過率を有する光透過窓を備えた製品を提供する場合には、従来のような光透過窓の透過率が一定以上あれば良品とされる製品とは異なり、特定の透過率の公差内に光透過窓の透過率を合致させなければならない点の困難さがある。
【０００８】
そこで、本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、光透過窓の透過率が経時的に変動することを防止し、光透過窓の透過率を安定させることによって、信頼性の高い光半導体装置用キャップを容易に製造可能とする光半導体装置用キャップの製造方法を提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、キャップ本体に低融点ガラスを用いて光透過窓を封着することによって形成する光半導体装置用キャップの製造方法において、前記光透過窓として、キャップ本体に封着する工程と同一の条件で光透過窓をキャップ本体に封着し、封着前後における光透過窓の透過率の変化量を検知して、封着後の透過率が所定の透過率となるよう設計された製品を使用し、この光透過窓を、窒素ガス雰囲気中で低融点ガラスを用いてキャップ本体に封着することにより光半導体装置用キャップを製造することを特徴とする光半導体装置用キャップの製造方法。
また、前記キャップ本体として、鉄−ニッケル−コバルト合金からなるキャップ本体を使用することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面にしたがって詳細に説明する。
本発明に係る光半導体装置用キャップの製造方法は、図１に示すキャップ１０と同様に、キャップ本体１１に光透過窓１２を低融点ガラス１６を用いて封着してキャップ１０とするものである。キャップ本体１１は金属からなるもので、本実施形態においては、光透過窓１２の熱膨張係数とマッチングさせるため、鉄−ニッケル−コバルト合金によって形成したキャップ本体１１を使用している。
【００１１】
光透過窓１２は硬質ガラスからなるガラス板の表面にコート層１４を設けたものである。本実施形態では、キャップ本体１１に光透過窓１２を封着した状態で透過率が２１．５％（波長８５０ｎｍ）となるようにコート層１４が設けられた光透過窓を使用している。
実際には、所定の透過率に調整されたガラス板から、キャップ本体１１の大きさに合わせて円形に窓体を切断し、低融点ガラスを用いて窓体をキャップ本体１１に封着してキャップ１０とする。
【００１２】
本実施形態においては、キャップ本体１１にあらかじめニッケルめっき等の所要のめっきを施した後、低融点ガラスを用いて窓体をキャップ本体１１に封着する方法によってキャップ１０を形成している。この方法は、キャップ本体１１に光透過窓１２を封着した後、キャップ本体１１に仕上げめっき等のめっきを行わずに製品とする方法であり、キャップ１０の量産方法として有効である。
ニッケルめっきはキャップ本体１１の内外面の全面に４〜６μｍ程度の厚さに設ける。低融点ガラスは鉛成分を含有しており、低融点ガラスを溶融した際に、低融点ガラスに含有されている鉛とニッケルとが共晶反応して光透過窓１２がキャップ本体１１に封着される。
【００１３】
なお、低融点ガラスを用いて光透過窓１２をキャップ本体１１に封着する際には、ニッケルめっき被膜が変色しないように、窒素ガス雰囲気中で光透過窓１２を封着する。
本実施形態においては、窒素ガス雰囲気中で比較的高温に光透過窓１２とキャップ本体１１とを加熱してキャップ本体１１に光透過窓１２を封着するようにすることを特徴とし、これによって光透過窓１２を確実にキャップ本体１１に封着することを可能にするとともに、光透過窓１２の透過率が経時的に変動しないようにすることを可能にしている。
【００１４】
実施形態では、キャップ本体１１と、低融点ガラスからなるガラスタブレットと、光透過窓１２とを治具にセットし、窒素ガス雰囲気の加熱炉中でキャップ本体１１、ガラスタブレット、光透過窓１２とを５００℃に加熱し、ガラスタブレットを溶融してキャップ本体１１に光透過窓１２を封着した。
表２は、上述した方法によって得られたキャップ１０について、光透過窓１２の透過率（波長８５０ｎｍ）を経時的に測定した結果を示す。
【００１５】
【表２】
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【００１６】
表２では、キャップ本体１１に光透過窓１２を封着して２時間経過時の透過率、２７時間経過時、５１時間経過時、９９時間経過時の測定データを示す。これらの測定データを比較すると、本実施形態の方法によって光透過窓１２をキャップ本体１１に封着する方法による場合は、光透過窓１２の透過率の経時変化が±０．１％程度の変動範囲にあり、光透過窓１２の透過率の変動が表１に示す変動範囲にくらべて効果的に抑えられていることがわかる。
【００１７】
このように、光透過窓１２の透過率の変動を抑えることができているのは、本実施形態においては、窒素ガス雰囲気中で光透過窓１２を封着するため、通常の低融点ガラスを用いて封着する温度よりも高温で光透過窓１２を加熱していることによるためと考えられる。光透過窓１２はガラス板の表面にコート層１４が形成されて提供されるが、光透過窓１２をキャップ本体１１に封着する操作の際に光透過窓１２が高温に加熱され、この際にコート層１４が焼き固められてコート層１４が安定化されたためと考えられる。
【００１８】
（比較例）
光透過窓１２を加熱することにより、光透過窓１２の透過率の変動を抑える作用について確かめるため、より低温で光透過窓１２を封着することが可能な大気中で光透過窓１２を封着し、光透過窓１２の透過率の経時変化について調べた。この比較例では大気炉を使用し、低融点ガラスを用いて、３３０℃でキャップ本体１１に光透過窓１２を封着した。
この比較例の実験によると、キャップ本体１１に封着した後の光透過窓１２の透過率は、表１に示したと同様に時間経過とともに１％程度変動した。この比較例の結果は、キャップ本体１１に光透過窓１２を封着する際に、上述した実施形態のようにある程度高温に加熱したことが、光透過窓１２の透過率の経時変化を抑える上で有効であることを示唆する。
【００１９】
なお、上述した実施形態のように窒素ガス雰囲気中で５００℃程度に光透過窓１２を加熱してキャップ本体１１に光透過窓１２を封着した場合は、光透過窓１２の透過率が最小となる波長が、封着前のそれから１５ｎｍ〜４０ｎｍ程度変化する。
上記実施形態の製品例では、たとえば、封着前の光透過窓１２の透過率が最小となる波長約８６０ｎｍが、窒素ガス雰囲気中で５００℃に加熱して封着した後は約８４０ｎｍとなる。
したがって、本実施形態の方法によって光透過窓１２をキャップ本体１１に封着してキャップ１０とする場合は、まず光透過窓１２を実際の封着条件と同一条件でキャップ本体１１に封着して、封着前後の光透過窓１２の透過率（波長域）の変化量を検査し、この変化量に基づいて光透過窓１２を設計しておく必要がある。
【００２０】
光半導体装置用キャップでは、光透過窓に求められる透過率は製品によってまちまちであるから、実際に封着作業を行う場合には、事前に特定の透過率を有する光透過窓をキャップ本体に封着する操作を行い、封着前後の透過率（波長域）を精査した後、その変化量を見込んで封着後に所定の透過率が得られるように光透過窓を設計してキャップ本体に封着する作業を開始する。このように、光透過窓の透過率（波長域）が封着前後で変化する量をあらかじめ検査して設計された光透過窓（窓体）を使用することによって、所定の波長で所定の透過率を備えた光半導体装置用キャップを確実に得ることが可能となる。
上記実施形態のように、窒素ガス雰囲気中で封着する場合のように、比較的高温となる雰囲気下で光透過窓１２をキャップ本体１１に封着することにより、併せて、光透過窓１２の透過率が経時変化することを防止することができ、所定の透過率を備えるとともに、信頼性の高い光半導体装置用キャップとして提供することが可能となる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、上述したように、光半導体装置用キャップに設けられた透過窓の透過率が経時的に変化することを好適に抑えることができ、これによって安定した特性を備えた光半導体装置用キャップを提供することができる。また、キャップ本体に事前に光透過窓を封着して光透過窓を設計することによって、特定波長で所要の透過率を備えたより精度の高い光半導体装置用キャップとして提供することが可能になり、光半導体装置用キャップの歩留まりを向上させることができる等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】光半導体装置用キャップの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１０  キャップ
１１  キャップ本体
１２  光透過窓
１４  コート層
１６  低融点ガラス
【図１】
2005019821.tif 000005